[發明專利]一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法

有效

• 申請號: 202210840709.7
• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN115194977B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 肖萌;張夢蝶;范凱倫;杜伯學;冉昭玉;劉浩梁
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B29B11/12
• 分類號: B29B11/12;B29B11/14;B29C35/02;B29C35/16;B29L7/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王宇航

本發明公開了一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法，包括以下步驟：將長鏈支化聚丙烯與成核劑在雙輥機上充分混合，成核劑的質量分數為0.01?0.07％；將長鏈支化聚丙烯與成核劑混合物放在平板硫化機熔融，壓強為20MPa?25MPa；保持壓強不變，將平板硫化機緩慢冷卻至110℃?130℃；冷卻完成后，從平板硫化機上取出長鏈支化聚丙烯/成核劑改性薄膜試樣，在空氣中將薄膜自然冷卻至20℃?30℃。本發明通過成核劑添加量的控制，實現了長支鏈聚丙烯結晶特性調控，達到了提升長鏈支化聚丙烯薄膜在高溫下電氣性能的目的，效果良好，操作簡單且成本低廉。

技術領域

本發明涉及金屬化薄膜電容器技術領域，尤其是涉及一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法。

背景技術

金屬化薄膜電容器具有耐壓能力強、自愈性好等優點，在先進電子器件和電力系統中發揮著重要作用。聚丙烯(PP)是金屬化薄膜電容器應用最廣泛的電介質材料。隨著電力電子裝備朝著小型化、大容量化發展，金屬化薄膜電容器的運行溫度不斷升高，在高壓直流輸電換流站、電動汽車以及航天航空等應用領域中其工作溫度均能達到100℃以上。然而，聚丙烯的長時穩定運行溫度僅為85℃。高溫環境下聚丙烯薄膜的擊穿強度急劇下降，造成電容器鼓肚、爆炸等故障頻發，威脅電力電子裝備的安全運行。鑒于以上原因，設計一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法是很有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法，通過成核劑添加量的控制，實現了長支鏈聚丙烯結晶特性調控，達到了提升長鏈支化聚丙烯薄膜在高溫下電氣性能的目的，推進金屬化薄膜電容器在高溫環境下的正常應用。

為實現上述目的，本發明提供了一種電容器用長鏈支化聚丙烯薄膜高溫擊穿性能提升方法，包括以下步驟：

(1)將長鏈支化聚丙烯與成核劑在雙輥機上充分混合，成核劑的質量分數為0.01-0.07％，溫度為185℃-195℃，混合時間為5min-15min；

(2)將長鏈支化聚丙烯與成核劑混合物放在平板硫化機熔融，熔融溫度為185℃-195℃，熔融時間為3min-5min，壓強為20MPa-25MPa；

(3)保持壓強為20MPa-25MPa，將平板硫化機緩慢冷卻至110℃-130℃，冷卻時間為10min-20min；

(4)冷卻完成后，從平板硫化機上取出長鏈支化聚丙烯/成核劑改性薄膜試樣，在空氣中將薄膜自然冷卻至20℃-30℃,冷卻時間為10min-20min。

優選的，所述成核劑為山梨醇類α成核劑。

優選的，所述長鏈支化聚丙烯的熔體流動速率為2.0g/10min。

優選的，包括以下步驟：

(1)將長鏈支化聚丙烯與山梨醇類α成核劑DMDBS放在雙輥機上充分混合，成核劑的質量分數分別為0.01％、0.03％、0.05％、0.07％，混合溫度為190℃，混合時間為10min；

(2)將長鏈支化聚丙烯與成核劑混合物放在平板硫化機上熔融，熔融溫度為190℃，熔融時間為3min，壓強為22MPa；

(3)保持壓強為22MPa，將平板硫化機緩慢從190℃冷卻到120℃，冷卻時間為14min；

(4)冷卻完成后，從平板硫化機上取出長鏈支化聚丙烯/成核劑改性薄膜試樣，在空氣中將自然冷卻至25℃，冷卻時間為20min，可得到長鏈支化聚丙烯/成核劑改性薄膜。